粗粒土三轴试验数值模拟与试样颗粒初始架构初探

试样颗粒初始架构是粗粒土室内三轴试验中一个难以人为控制的因素。基于元胞自动机方法,结合粗粒土的室内三轴试验开发了能制备不同颗粒初始架构粗粒土试样的HHC-CA模型,该模型制备的粗粒土试样表征了粗粒土各粒组分布的不均匀性和随机性,再借助FLAC3D进行粗粒土三轴数值模拟试验,并探讨了试样剪切带内的砾石含量和试样砾石含量对内摩擦角的影响。数值模拟结果表明,同一粒径级配下,粗粒土的内摩擦角值与剪切带内的砾石含量呈增函数关系;试样砾石含量的增加可能会出现内摩擦角减小的现象,但同一粒径级配下的内摩擦角均值随试样砾石含量的增加而明显增大。     

变值配置函数空间整体编码族的2维对称性

研究0-1多元变量的逻辑函数及其整体配置函数空间变值编码表示特性。根据对称特性,系统地定义一批整体编码结构:邵雍-Leibniz码、广义码、文王码、伏羲码和共轭码。展示变值向量配置函数空间规模以及函数群集的状态空间组织结构。对各类编码系列的可区分数目,给出计算公式。2维变值展示框架展现在变值配置函数空间中不同编码族具有的内蕴对称特性。分层结构编码配置函数空间和2维展现描述体系,为基于东方逻辑传统的现代逻辑架构:变值逻辑体系,利用高维分析工具探讨0-1序列非线性超复杂逻辑变换开辟道路。     

超高排土场的粒径分级及其边坡稳定性分析研究

明显的粒径分级是超高排土场区别于土质边坡的最重要特征。针对西源岭413台阶排土场,结合开发的HHC-CA模型和现场散体粒径分布情况的调查,建立了考虑超高排土场粒径分级特征的边坡模型。在此模型的基础上,借助FLAC3D软件分析了现状边坡和各种堆排模式下的边坡稳定性。结果表明:西源岭413台阶排土场现状边坡上部位移矢量表现为下沉,其下沉方向与坡面保持同向,中部位移矢量表现为剪切,下部位移矢量略有反抬升的趋势。其边坡破坏模式为顶部平台拉裂,中部以圆弧形剪出;此排土场的现状边坡处于暂时性稳定阶段。而采用全覆盖式多台阶排土的边坡上部位移矢量表现为下沉,在排土场底部过渡到水平方向;破坏模式为顶部平台拉裂,下部以圆弧形剪出。仅考虑堆积散体的材料强度对排土场稳定性影响时,超高排土场的粒径分级有利于排土场边坡的稳定。     

基于CA的昆嵛山腮扁叶蜂传播的空间模拟

元胞自动机CA（Cellular Automaton）与地理信息系统（GIS）的集成弥补了GIS在时空分析和时空演化方面的不足,为昆虫种群生态学的研究提供了新的手段。利用DEM提取地形因子,使用统计分析分析了昆嵛山腮扁叶蜂与林分因子、立地因子之间的关系。主要取得了腮扁叶蜂虫口密度与立地因子关系密切,并推导出了腮扁叶蜂的虫口密度与海拔、坡度、坡向、坡位的逐步逻辑回归数学模型。以数学模型结合空间自相关函数建立时空预测模型作为转换规则,以地理信息系统为平台利用元胞自动机模型模拟腮扁叶蜂传播,预测结果给出了昆嵛山腮扁叶蜂密度分布的结果,给防治决策提供了方便。     

基于分区域的元胞自动机及城市扩张模拟

元胞自动机用于模拟城市扩张具有很好的空间建模能力,通常采用的建模方式将影响因子的空间条件作为线性要素对待,而在元胞转换规则建模中考虑影响因子的空间非线性特征更逼近真实状况.该文提出一种基于分区域的元胞自动机模型,通过划分各个全局影响因子的重要性子区域,计算不同类型区域中各因子对土地利用转换的影响强度,从而得到全区域的空间非线性转换规则.利用该模型模拟东莞市1988-1993年的城市扩展过程,并与Logistic模型模拟结果对比,表明这种有空间约束条件的分区域元胞自动机模拟精度更高,能有效模拟城市扩张的空间格局.     

基于元胞自动机民勤绿洲湖区荒漠化演化预测

民勤湖区是民勤绿洲中生态环境最为恶劣的地区,土地荒漠化问题十分突出。以民勤绿洲湖区为例,解译1992年、1998年、2002年和2006年TM卫星影像,分析其荒漠化动态变化情况,利用ArcObjects模块结合地理元胞自动机理论构造荒漠化动态模拟模型,通过对比2006年的预测数据与实际数据,对模型进行参数调整和预测检验。预测结果表明,模型预测的准确性达到90%。最后对2012年该区土地利用状况做出预测,进而对荒漠化的发展趋势进行预测分析。     

基于SD和CA的城镇土地扩展模拟模型——以江苏省南通地区为例

充分利用系统动力学模型(System Dynamics,SD)在情景模拟和宏观因素反映上的优势和元胞自动机模型(Cellular Automata,CA)在微观土地利用空间格局反映上的优势,构建一个耦合SD和CA的城镇土地扩展模拟模型,并以江苏省南通地区为例,对模型的实证应用做了进一步的验证。结果表明,这种耦合模型不仅能够对研究区域未来城镇土地扩展数量给予一个比较好的预测,而且还对其空间分布效果做了一定精度上的模拟,这使得城市规划在土地利用预测方面有一个相对科学的依据。     

摩擦时间依从的地震活动性细胞自动机模型

设计了一个改进的单断层地震孕育过程细胞自动机（ＣＡ）模型,通过设计外界通过 施加应力与模型间进行的能量交换和模型的细胞之间存在的非线性力学作用,试图理解地震 活动特性的力学机制．与早期细胞自动机模型相比,改进了参数的取值方式,将摩擦时间依 从的理论引进模型,使该细胞自动机模型更接近实际的孕震系统．研究表明参数取值方式对 人工地震序列和各细胞破裂事件的非均匀时间特性有重要影响,较小震级和较大震级范围中 的事件分别遵从明显不同的累积频度一震级关系．     

矢量元胞自动机中的邻域影响力度量——以深圳市为例

基于矢量元胞自动机(cellular automata,CA),对深圳市城市土地利用变更模拟中的邻域影响力进行了讨论,选取矢量密度因子及矢量邻域索引构建邻域影响力函数.根据深圳市路网数据及相关参数权重,计算地块通达度及发展为居住或生产用地的适宜度,同时结合政府规划的土地利用分区状态进行土地利用变更的模拟.使用Kappa...     

人工免疫系统与嵌入规划目标的城市模拟及应用

人工免疫系统(AIS) 具有强有力的计算能力, 可以通过免疫识别、克隆选择、免疫学 习、免疫记忆等功能来进行模式识别和自适应学习。AIS 所具有的自学习、自适应和记忆的能力非常适合于复杂地理过程的研究。而元胞自动机(CA) 是研究复杂系统非常方便和有效的工具。将人工免疫系统和元胞自动机相结合, 建立了城市演变的模拟和规划模型。该模型通过改变抗体的进化变异机制, 把规划目标嵌入到AIS 算法中, 抗体将会逐渐朝着规划目标“进化”, 从而模拟出基于不同规划情景的城市发展空间格局, 为城市和土地利用规划提供决 策支持。设计了6 种不同的城市发展方案, 利用该模型模拟了不同规划方案下珠江三角洲城市的发展情景(1988-2002 年)。并比较了不同模拟情景结果城市的紧凑性: “城市中心” 和 “城市中心-高速公路”发展模式的城市形态更为紧凑, 破碎度较低; 而“镇中心” 和“道路”发展模式形成的城市形态则比较凌乱和分散。模拟结果和分析表明: “城市中心-高速 公路”是珠江三角洲最适合的城市发展模式。